不锈钢手册.docx

不锈钢手册.docx

《不锈钢手册.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《不锈钢手册.docx（27页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

不锈钢手册

1、耐蚀性

不锈钢的耐蚀性是依靠于形成在其表面的钝化膜，根据是否具有保持这一钝化膜的使用环境条件，随之有明显的不同。

不锈钢通常在强氧化性的环境下，表现出强于贵金属的耐蚀性，与其它金属材料相比较，具有在大多数的腐蚀环境下易钝化的特征。

不锈钢主要分为马氏体系、铁素体系和奥氏体系，其中作为耐蚀性材料主要是铁素体系和奥氏体系。

马氏体系不锈钢含12%Cr，作为实用钢，随着Cr量的增加就越容易钝化。

铁素体系不锈钢在氯化物环境下，由于比奥氏体系不锈钢的应力腐蚀开裂灵敏性差，所以当作石油精制装置用材被广泛使用，相反，有易产生孔蚀、间隙腐蚀或焊接热影响区的晶界腐蚀的缺点。

但是，这些缺点都可以通过添加Ti、Mo元素来改善。

本系钢种的缺点与奥氏体系不锈钢相比，表面耐腐蚀性差，易产生常温切口脆性、475℃脆性、脆性、焊接脆性等等，而且一转变为脆化状态所有的耐蚀性就下降。

奥氏体系不锈钢通常在氧化性腐蚀环境下，使用SUS304；在还原性酸环境下，使用含有Mo或含Mo-Cn元素的SUS316、317、316Ti钢种。

特别在出现由于受焊接等的热影响问题时，在氧化性环境下，希望使用SUS304L、321、347等低碳钢、稳定性钢种；而在还原性环境下，即希望使用SUS316L、317L、316J1L等钢种。

在不锈钢中，还有用Mn置换Ni的Cr-Mn-Ni-N系列，奥氏体+铁素体二相系不锈钢。

前者是为了节省Ni，而将一部分或全部的Ni以Mn和N来置换的钢种；后者的二相系不锈钢作为SUS329J1最近已被标准化，此钢种易钝化，钝化膜的稳定性好，置于氯化物的环境中，在孔蚀、间隙腐蚀、应力腐蚀开裂方面，表现出比含有Mo的奥氏体不锈钢SUS316更加优越的耐蚀性。

但是，在表面腐蚀性方面，由于Ni含量少，在硫酸浓度10%以上的情况，就比SUS316差。

1-1不锈钢的腐蚀形态

（1）表面腐蚀

是作为判定不锈钢的一般耐蚀性的基准。

因此根据腐蚀液或者环境的化学，物理条件明显不同，为发挥不锈钢的耐蚀性，为有效地形成钝化，至少需要12%的Cr，虽然对于像硝酸这样的氧化性酸表现出良好的耐蚀性，但在还原性酸的情况下，易被腐蚀。

然而，即使针对于还原性酸，也可以通过添加Mo或Cu，从而使钝化膜明显地被加强，耐蚀性上升。

不锈钢对各种药物的耐蚀性如表（PI-10~I-21）所示。

（2）应力腐蚀开裂

应力腐蚀开裂仅在材料上施加拉伸应力时发生，通过应力和腐蚀的相互作用面产生。

在焊接、冷加工引起的残留应力和反复冷却加热引起的热应力等是易引起这种应力腐蚀开裂的根本原因。

应力腐蚀开裂的特征是在主应力方向垂直发生，还有着以下的倾向：

应力小、腐蚀性弱时容易引起晶间开裂；应力大、腐蚀性强时容易引起晶粒内部开裂。

马氏体系、铁素体系的Cr系不锈钢根据不同的条件会引起应力腐蚀开裂（主要为晶间开裂）或氢脆，但在MgCI2或NaCI溶液中，抵抗性远远高于奥氏体系不锈钢，而且在负荷应力不大的条件下，不会引起开裂。

奥氏体系不锈钢在包括氯化物水溶液的高温环境下,容易开裂;在冷却水、水蒸汽中的CI-大约在50PPM以上，使用温度大约在50℃以上的情况下容易发生，还有在溶解氧多的情况下，在数PPM的C1-浓度下也会产生腐蚀开裂。

尤其在溶液沸点或沸点附近更容易引起开裂，而且有时会在极短的时间内开裂。

图1表示SUS304在高温高压水中的开裂灵敏性，图2表示奥氏体不锈钢在MgCI2溶液中，应力和破裂时间的关系。

图1NaCl浓度和溶解氧对SUS304应力腐蚀开裂的影响

（温度:

260℃负荷应力:

21000psi）

作为涉及应力腐蚀开裂的影响因素，除应力（荷重）、氯化物浓度以外，温度、加工程度也会带来很大的影响。

温度上升会促进应力腐蚀开裂；加工程度的影响程度是根据合金的种类、残留应力的大小而变化。

加工程度一般在不太大的范围内，随同加工程度的深化变得容易开裂，但加工程度超过10%时，反而也有难开裂的情况。

图3、4表示温度和加工程度的影响。

图2奥氏体系不锈钢在沸腾42%的MgCl溶液中的应力、破断时间曲线

图3奥氏体系不锈钢在沸腾42%的MgCl溶液中的温度和开裂的关系

（（a）到开裂的时间，（b）到开裂发生为止的潜伏期和到开裂传播为止

的时间，33、7kg/mm2）（48000psi）

防止应力腐蚀开裂的方法

（a）防止腐蚀

通电防蚀、添加防腐剂、表面喷涂、控制PH值、除去氧化剂等都是有效的方法。

（b）除去应力

除去焊接应变、除去热应力的产生、改善组合加工方法等。

（c）表面处理

在表面残余应力方面下工夫，使其变为压缩应力。

图4加工度对放于沸腾MgCl溶液

中SUS321的应力腐蚀开裂敏感性

的影响

（3）孔蚀

孔蚀就是在钝化膜稳定的情况下，当水溶液PH值在中性附近，存在氧化剂和卤素离子，尤其是C1-，钝化膜就会局部被破坏变成电池的阳极，而钝化膜作为阴极，从而在这一段产生大的电位差，短时间内深度侵蚀的现象。

不锈钢的孔蚀通常在含有像Fe3+、Cn2+、Hg2+那样的氧化剂金属离子的氯化物环境下容易产生，而在脱气后的碱金属氯化物溶液中、非氧化性金属氯化物溶液中，PH值低的环境下难发生。

不锈钢的耐孔蚀性一般来说，奥氏体系不锈钢比铁素体系不锈钢要好，为改善耐孔蚀性，需要添加Cr、Mo，其钢种有SUS329J1、316、317等。

图5、6表示在氯化物溶液中的不锈钢孔蚀性。

图5在氯化二铁溶液中不锈钢的腐蚀度图6食盐溶液中不锈钢的腐蚀度

影响孔蚀的因素有温度、PH值、氯离子浓度等，随着温度的上升，孔蚀电位向低侧移动的同时孔蚀数量增大，耐孔食性变差。

氯离子浓度和孔蚀敏感性用孔蚀电位来表示的话就如同图7所示，到一定浓度以上，具有对数直线关系、耐孔蚀性变差。

防止孔蚀方法

（a）改善使用环境

将溶液的PH调成碱性，尽量在低温下作业；避免卤素离子的浓缩和粘附异物，进行溶液中的氧、氯化剂浓度均一的构造设计，并在使用上多做考虑，也可以用增加溶液的搅拌来提高溶液流动的方法。

（b）通电防蚀

用阴极防蚀法保持在比孔蚀电位低的电位。

（c）材料表面措施

进行完全固溶处理，或保持钢表面洁净。

钢种中含Mo量越多效果越好。

（4）晶间腐蚀

晶间腐蚀即Cr23C6在结晶

晶界析出，其近旁的母相Cr浓

度显著减少，而造成晶界以及其

近旁的腐蚀、材料破损的现象。

这种Cr23C6的析出与合金元素

的组合、热处理情况有着密切的

关系。

铁素体系不锈钢加热至高温

（根据钢种各有不同，例如900℃

以上）易产生晶间腐蚀。

本系钢

种根据Cr量，对晶间腐蚀的灵敏

性几乎不变，含碳量的影响与奥

氏体系不锈钢稍微有些不同，即图7Cl-浓度对SUS316孔食电位的影响

使含碳量极低，比如含0.005%的

碳也会引起晶间腐蚀。

奥氏体系不锈钢一般而言比铁素体系不锈钢在低温（450~850℃）加热下易引起晶间腐蚀。

本系钢种的晶间腐蚀与含碳量、热处理温度以及时间有关。

图8表示温度—时间—敏化曲线与含碳量的关系。

此图说明了最短时间内的敏化温度在650~750℃范围内，而且含碳量越少越难敏化。

因此，含碳量高的钢在敏化温度以上缓冷会产生灵敏性，所以通常需要在高温下立刻急冷。

如同碳一般涉及晶间腐蚀敏感性的还

有Ni元素。

随着Ni含量增加，碳溶解除低

碳化物的晶界析出变得更容易外，晶间腐蚀

敏感性也更加显著。

防止晶间腐蚀的方法

（a）在铁素体和奥氏体系不锈钢中添加比

Cr对C有更大新和力的Ti、Nb等元素，

将有害的C通过Tic、Nbc方式固定，使

其即使处于敏化温度也不会形成晶间腐蚀

原因的铬碳化物，来防止晶间腐蚀。

（图9）

（b）铁素体不锈钢在650~800℃范围内加热。

（c）奥氏体不锈钢用从固溶化热处理温度采

取急冷的方法。

图8碳含量对SUS304

在热敏感范围的影响

图9各种奥氏体系不锈钢的T.T.S曲线

（5）间隙腐蚀

间隙腐蚀通常是在含有溶解氧的中性溶液中发生，其起点是通过氧浓淡电池（间隙处氧浓度低的为阳极，其外周部形成阴极），发生的机理与孔蚀相同。

另外，如果含有氯离子，通过这一氧浓度电池，间隙内氯离子的增加和腐蚀生成物加水分解后氢离子的增加，会加快间隙腐蚀的速度。

防止间隙腐蚀方法

（a）机构上的改良

减少机械仪器上的缝隙。

例如尽可能地避开使用对接接手，选择插入式接手，并将高出的部分磨光滑；另外衬垫部位和衬垫避免使用吸湿性材质，应使用硅橡胶或聚四氟乙烯等，同时应尽可能地避免与腐蚀液直接接触。

（b）钢种的选择

由于表现出与孔蚀相同的机理，所以应选择耐孔蚀性好的钢种。

（c）采用通电防蚀

用阴极防蚀法，保持比间隙腐蚀电位低的电位。

表1在海水中的电位顺序

（6）接触腐蚀

在两种以上的钢种相互接触时，发生所谓电流腐蚀的事例也不少。

通过不同种金属的接触，会变成阳极还是阴极，只用元素的电动势是无法决定的，而实际的腐蚀电位才是重要的因素。

表1显示置于海水中金属的腐蚀电位列表。

不同种金属的接触腐蚀，跟变为阴极的金属面积相比，变为阳极的金属面积越小腐蚀越激烈。

因此，不能避免不同金属同时使用时，以改变阴极的表面积，从而来减少这种腐蚀程度。

（7）腐蚀疲劳

金属材料处于动态负荷应力和腐蚀环境的组合条件下会引起腐蚀疲劳。

腐蚀疲劳与应力腐蚀开裂的不同点是：

腐蚀疲劳无论在何种腐蚀性环境下都会引起，在晶粒内开裂方面分歧很多、即使纯金属也会发生。

在高温腐蚀性环境下使用的泵或者在受反复冲击的部分，容易发生腐蚀疲劳，防止其发生有许多的困难。

不锈钢的腐蚀疲劳抵抗性比普碳钢、低合金钢好，在海水中要比在淡水中显著，图10、11中表示各种金属材料的腐蚀疲劳。

图10在空气和盐雾中各种金图11对Ni—Si钢疲劳强度

属材料的疲劳强度周期的影响，常温

1-2大气腐蚀

在大气环境中，主要的腐蚀因素有从工业地带排出的SO2气体、海盐粒子、污尘等，这些因素再加上温度、湿度、结露等的干湿交换作用就会对腐蚀作用起到影响。

不锈钢被应用于装饰目的的建筑外壳、汽车的镶边等，因此外观是十分重要的。

在园林地区基本上能长期保持美丽的外观，但在严酷的工业地带、临海地区发锈程度会加快。

在这种倾向上铁素体系不锈钢比奥氏体系不锈钢严重。

在全国（日本）不锈钢裸露于船上，促使发锈的试验报告如表2、图12、13所示。

在城市或工业地区的大气中，为保持良好的外观，采用SUS304，并且进行定期清洗、除去表面脏物是很重要的。

2、焊接性

2-1不锈钢的焊接方法

不锈钢与普通钢一样可以用各种各样的焊接方法来焊接，但焊接方法根据钢种会引起焊接开裂、焊接不良等。

另外，即使焊接成功后也有焊缝明显劣化的情况。

从这个角度可以粗略地将实用化程度表示出来，如表1。

表1不锈钢焊接难易表

A：

容易焊接，被广泛应用。

B：

在有些场合，焊接性或焊缝质量较差，但也被广泛应用。

C：

焊接性或焊缝质量差，几乎不被应用。

（注）1）含C量高的材料易引起焊接低温开裂，需要预热。

2）SUS310、347钢种，在焊接时经常会引起高温开裂。

3）使用混入H2的保护气在焊缝处容易引起气孔和低温开裂。

4）2.0mm以上使用脉冲焊，一般的为3.0mm以上。

5）焊接部分晶粒粗大，容易变脆。

6）虽然低碳钢和稳安的不锈钢没有问题，但像SUS304、316

等的普通含碳量的奥氏体系不锈钢的焊接部位容易发生晶间

腐蚀。

2-2马氏体系不锈钢的焊接

本系钢种包括SUS403、410、420J2、431、440等。

（1）焊接开裂

焊这些钢时，焊接部位变为马氏体组织硬化，因此容易引起焊接低温开裂。

硬化程度与钢的含C量成比例（参照图1），含C量高的钢易引起焊接开裂，并且钢中的氢含量越高对开裂就越敏感。

而且，低温开裂明显地受焊接时拘束状态的左右，例如：

板越厚越容易开裂，无论是搭接焊还是对焊都容易起开裂。

作为防止这样的焊接低温开裂的

对策，希望采取以下方法：

（a）为了从焊接部位分离出扩散性氢，

进行充分预热（例如300℃以上）。

（b）由于较薄的板预热效果小，所以

应使用同合金焊丝，其中使用加有Nb

等的铁素体系焊丝或者奥氏体系焊丝

（例如309型号的焊丝）为佳。

（c）热影响区相应的不容易开裂，但

有时也会引起焊缝根部开裂和丝束开图1C含量对13Cr系不锈钢

裂，关于焊缝根部开裂较多的起因是焊接部最高硬度的影响

由于在未焊接部引起的应力集中，因此要注意熔入不足或有无缺陷的情况，这是非常重要的。

（2）焊接部位的环境开裂

在硬化的材料上加氢就易引起氢裂或者延时开裂，在这种场合应力的作用是必要条件，因此在应力开裂或在腐蚀作用下的开裂也被称为应力腐蚀开裂。

由于本系钢种的焊接部位在焊接的状态下，会出现像上述一样容易开裂的条件，因此在使用时，有必要调查作业环境的腐蚀性是处于哪种程度，尤其是在含有硫化氢的弱酸性环境下容易引起开裂，在这种情况下，研究探讨是进行去应力退火（例如600℃—750℃）还是改用其它钢材（例如：

奥氏体不锈钢）是很有必要的。

2-3铁素体系不锈钢的焊接

本系钢种有SUS430、405、

434、SUH446等。

焊接热影响区

主要以铁素体为主，马氏体析出

量很少（但是SUH446是奥氏体）

※，因此不太会硬化，从而焊接

开裂比较难产生。

（※参照各钢种

论述篇）

（1）焊接部位的脆化

但是，本系钢种被加热至高

温会发生铁素体晶粒粗大、脆化。

这种趋向是含Cr量越多，脆化越

显著。

（参照图2）图2Cr和热处理对切口

因此，本系钢种除低Cr钢种冲击值的影响

（例如SUS405）以外，焊接部位相当脆，特别是作为中厚板等焊接构造用材是不合适的。

无论如何要用本系钢种时，焊丝使用奥氏体系焊丝（例如：

309型号、308型号焊丝），尽可能地进行低温焊接，或者焊接后进行约600~800℃的后热处理，改善其韧性。

（参照图2）

（2）焊接部位的耐蚀性

本系钢种一旦加热到高温不快速

冷却的话，焊接部位就会对晶间腐蚀

很敏感。

比如说即使使用冷却很快的

点焊、电阻焊等也容易发生敏化。

更

何况在使用冷却很像缓慢的氩弧焊的

情况下，那么无论是用哪种焊接条件

都会发生敏化。

本系钢种晶间腐蚀的原因最近被

认为与奥氏系钢的情况相同，即由于

CrC的晶界析出的原因。

但是与奥氏无晶界腐蚀感受性

体钢情况也有不同，例如：

加热至稍有晶界腐蚀感受性

850℃以下不易产生敏化，而加热至有晶界腐蚀感受性

850℃以上冷却时本系钢种开始产生敏图3各钢种的敏化特性

化反应。

此温度是随钢种、冷却速度、（从各加热温度被冷却

加热时间等改变。

（参照图3）时的敏化状态）

本系钢种焊接部位的晶间腐蚀敏感度比起奥氏体钢要显著、要强烈，即使在比较弱的腐蚀环境下也容易腐蚀、发锈。

为防止这样的敏化状态，比如SUS430的情况下，焊接后短时间加热至700~800℃就可以防止。

但这种后热处理很多场合很难被适用，所以需要充分考虑使用环境和选择钢种。

2-4奥氏体系不锈钢的焊接

300系钢属于此系钢种。

本系钢种一般而言都容易焊接，焊接性优越，焊接部位的性能优越，例如：

切口韧性、加工性等在其它钢种里是没有的，但是根据钢种也有易引起焊接开裂的，还有焊接部分的耐蚀性易劣化的，所以要在充分认识各钢种的特性、焊接性等等的基础上，选择最适当的材料，用最适当的焊接加工来使用是很关键的。

关于这些方面在以下进行个别说明。

（1）焊接开裂

本系钢种不会引起焊接时的低温开裂，但特定的钢种在焊接时会发生高温开裂。

高温开裂在焊缝处最容易产生，有焊口开裂、穿过焊缝中央的纵向开裂、横向开裂等，SUS310S钢种最容易发生。

另一种在热影响区域也会发生，例如在焊接时、去除应力退火时分别会引起横向开裂和纵向开裂，尤其是SUS347等钢种。

这些高温开裂被分为各种各样的种类，在此对凝固开裂进行叙述。

凝固开裂是由于残存于凝固前或凝固后结晶晶界的液相或固相比较脆弱的原因，通过焊缝凝固时引起的收缩，受拉伸应力产生开口的开裂形式。

在奥氏体钢中容易引起这样高温开裂的原因是由于其凝固温度范围很宽。

作为开裂的特点：

除在晶间传导以外，开裂的表面附有氧化皮，并且开裂的大小、深度比低温开裂小。

作为防止这种高温开裂的方法有以下几种：

（a）熔敷金属转变为奥氏体单相组织时，容易开裂，因此使用至少含有数百分比铁素体的焊棒、焊丝有很好的效果。

（参照图4）

图4焊缝的铁素体量和开裂敏锐性（菲斯科抗裂试验）

（b）尽量少使用会出现像S、P、Si会促进凝固开裂的不纯物的焊丝、焊棒。

在高Si的情况下，增加C就难引起焊接开裂，因此像耐热钢等含C量高的钢种（例如SUS310S）比较适当。

（c）为了使凝固时尽可能地少变形，采用低温焊接，焊缝宽度窄一些，此外还不要使焊接余高成凹状，使其成凸状进行焊接。

（d）板厚比较厚的情况下，拘束越少越令人满意，但薄板时由于受焊接过程中的变形，倒还不如拘束些更难开裂。

（2）焊接部位的性能

（a）机械性能以及低温韧性

在奥氏体组织里析出少量的铁素体相，熔敷金属几乎不会硬化，而且热影响区域即使有碳化铬物析出也不会硬化，因此机械性能与母材比较相似，加工性优越。

但是在接手拉伸试验下，表现出延伸低的结果，这正如表2所示，是因为熔敷金属与母材相比延伸相当低的原因。

表2所有熔敷金属的机械性能

另外，奥氏体系不锈钢的低温韧性极其优越，作为高级极低温用钢被广泛应用。

经过熔化热处理后的母材（成品）即使在极低温下也完全不会脆化。

可是受冷加工影响会析出碳化物造成低温脆化，但只要注意这一点进行设计、加工的话，母材是十分富有韧性的。

另一方面，熔敷金属由于凝固组织含有少量的铁素体，因此在低温下也会有一点脆化。

图5表示各种溶敷金属在热处理后，进行夏氏冲击试验（摆锤式冲击试验）的结果。

接下来也如同所了解的，脆化程度在不同钢种以及热处理状态下是不一样的，铁素体越多越易脆化。

从而，在严竣的条件下使用时，希望使用完全呈奥氏体组织的310型焊棒。

在进行去除焊接后应力的低温退火时，熔敷金属与焊接状态相比进一步脆化，这一点需要引起注意。

特别是在熔敷金属中有许多铁素体时（例如309型钢）更为明显，另外含Mo、Nb等元素的钢种容易析出相促进脆化。

图5氩弧焊焊缝的低温冲击性

（3）晶间腐蚀

在焊接的热履历里，由于加热冷却时会通过500℃--800℃碳化铬的析出范围，从而像含C量较多的SUS301、302、304、316、309、310S等钢种在其热影响区域会析出Cr的碳化物，使晶间腐蚀变得敏感，也就是说容易引起所谓的welddecay。

热影响区域的敏化程度主要取决于母材的含C量以及焊接时的温度或冷却速度。

这一系列的状况如图6、7所示，即：

热影响区域的敏化程度随含C量的增加，晶间腐蚀敏感性明显地增加；随着焊接时冷却速度的放慢，敏感性成比例地增加。

因此，焊接像SUS301等高含C材料时，尽可能用低温焊接，同时有必要尽量使用冷的金属板等。

还有，即使含C量较少的SUS304、316等也最好不要使用发热量大的潜弧焊等。

图6C和热履历对焊接时图7焊接用连续冷却敏化图

敏化状态的影响

而且，不知什么原因，熔敷金属难被敏化。

另一方面，有害C量极低的SUS304L、316L、316J2等通过添加Ti、Nb将C固定下来的稳定性不锈钢SUS321、347等，在焊接的状态下不显示晶间腐蚀敏感性。

但是，这些钢在进行去应力退火后或在敏化温度下长时间曝露时，比如说成分即使在标准内的也会发生一定程度的敏化，所以要引起注意。

例如稳定性不锈钢靠近焊缝的热影响区域，其被固定的TiC、NbC在高温下分解，固溶碳就相应增多。

从而，这一部分如果被加热到700℃以下的低温时，固溶碳比Ti先与Cr结合在晶间析出Cr的碳化物发生敏化，就容易引起沿焊缝的刃状腐蚀（参照下图刃线状侵蚀）。

因此，对于这种情况，必须在750℃以上进行退火。

（4）应力腐蚀开裂

如前所述，应力腐蚀开裂在事故事例中最多，且焊接部位的事例较多。

焊接部位在焊接后存在着如图8所示的残余应力。

残余拉伸应力最大的位置是熔敷钢处，

但由于熔敷钢对应力腐蚀开裂

比较迟钝，因此通常发生于靠

近焊缝的热影响区。

开裂的伸

展方向与主应力成起直角，因

此在焊缝直角方向容易发展开

裂，但碰到有焊缝余高时，由

于应力集中于焊缝边界，因此

也会沿着焊缝的边界线产生纵

向开裂。

一般而言，拘束越大或者

板厚越厚、熔敷钢量越多，焊图8发生于焊接部的残余应力分布

接残余应力就变得越大，成了（AB线上焊接方向的应力）

应力腐蚀开裂的恰好条件。

但是，也有其它现象，例如极薄板（比如0.05厚）在无拘束、受热极小的条件下（等离子焊接），进行焊接也会简单地发生应力腐蚀。

因此，在那种环境下被使用时，用阴极防蚀、喷射硬化等方法有防止效果，但由于适用限度有限，所以主要的还是采用除应力退火的方法比较多。

不锈钢去除应力退火温度如果不达到比低合金钢等高的高温，就没有去除效果，因此通常要求在870℃附近（参照图9），对焊接构造的物体进行退火时，必须采用急热急冷方式来防止敏化，但由于热处理变形会变大所以就不得不采用缓加热、缓冷却。

因此，尽量不要使用易敏化的钢，尽可能地使用极低碳或稳定化不锈钢。

（5）异材焊接

不锈钢与普碳钢、低合金钢焊接的情况很多，但是根据使用的焊棒，有时会引起焊接开裂，另外在使用过程中尤其是在高温下使用，也有焊缝断裂的现象。

图9去应力退火温度和应力去除率（SUS304）

（a）焊接开裂

从shaffler组织图上可以一清二楚地看到，普碳钢跟奥氏体系不锈钢融合的情况下，前者多马氏体就多，容易引起低温开裂；后者多在高温下就会转变成完全的奥氏体组织，容易发生高温开裂。

从而，在这样的异材焊接时，如果能选择适当的焊棒以及焊接条件，使溶敷金属变为稍微含有铁素体的奥氏体组织，那么无论哪种焊接开裂都难发生。

一般在普碳钢、低合金钢和奥氏体不锈钢或Cr系不锈钢和Cr-Ni系不锈钢等的异材焊接时，常使用309或309Mo等焊棒。

图10Shaffler组织图

（b）异材焊接部位的性能

异材焊接部在常温下使用基本上不成问题，但在高温下使用时，容易引起下述的问题。

ο碳素移动

以如同在前一项所述的组合进行焊接，即铁素体材料，用奥氏体熔敷钢被结合的情况，加热至高温后，就会从两侧的成份以及不同组织之间引起C的扩散移动。

即，引起从铁素体到奥氏体，低Cr侧到高Cr的C移动。

因此，铁素体钢的结合部由于脱碳现象而软化，在高温强度下降的同时，结晶晶粒粗大化，在常温下脆化。

在高温下被使用的锅炉管的异材接手（例〈347型〉+〈2Cr-Mo钢〉）是前者现象的典例。

针对于从铁素体到奥氏体有C移动，有可能的话用因科内尔（Inconel）系合金进行堆叠后，用奥氏体系焊棒焊接，铁素体坯料的C就难向因科内尔侧移动，脱碳现象不易产生，由此夹紧强度也不会劣化，有着很好的效果。

针对于低Cr侧向高Cr侧的C移动希望尽可能地使用同合金系的焊棒。

ο热疲劳

奥氏体的热膨胀系数与铁素体的相比，大40%左右，所以像这样的异材接手在快速加热冷却时会经受热冲击，在反复加热时会经受热疲劳。

这种情况，开裂通常容易在较弱的铁素体侧沿着焊接缝产生。

为防止这样的事故，希望采用在铁素体钢中比较类似膨胀系数的因科内尔系合金的焊棒进行堆焊（将因科内尔系合金涂放于要焊接的母材的中间）。

另外，为防止同高